RESSOURCE SOLAIRE POUR VR / Vanagon

Pour un système solaire sain et efficace

Préambule – à lire absolument avant d’utiliser la page de calcul

Cette feuille de calcul a été conçue pour mon bénéfice personnel afin de mieux orienter le choix des principaux composants – panneau solaire, (turbine à vent dans le cas des voiliers), batterie et contrôleur de charge – en fonction des besoins et correspondant à la capacité des batteries sur un voilier de taille moyenne (24-50 pieds) — j’y ai apporté des modifications pour l’adapter à l’usage de tout type de véhicules routier motorisé et d’appareils qui consomment de l’électricité 12 volts.

Ainsi j’ai modifié la feuille de calcul pour refléter ce que nous faisons habituellement en petit véhicule récréatif, c’est-à-dire arriver sur un lieu de camping tard dans l’après-midi avec une batterie chargée par l’alternateur du véhicule durant le déplacement (note: ça peut aussi être le cas d’une batterie chargée par le panneau solaire si c’est la seule source d’alimentation en électricité), puis passer un ou plusieurs jours en camping en comptant sur la seule énergie solaire pour réalimenter la batterie d’usage.

Alors voici, le but de cette page est d’aider à choisir la puissance (en watts) du panneau solaire qui qui sera optimale à la capacité de la batterie et à la demande (Ah) qui sera fait sur celle-ci, par exemple par le réfrigérateur, les lumières et quelques autres appareils.

La page contient des calculs pour les périodes de jour et de nuit car les besoins en énergie sont différents pour chacun et bien sûr, il n’y a absolument aucune énergie solaire générée la nuit. L’énergie générée par les panneaux solaires est utilisée par le réfrigérateur, la pompe à eau, les lumières, chargeurs, prises USB etc. avec tout surplus fourni à la batterie jusqu’à ce que la batterie soit chargée à pleine capacité (État de Charge SOC = 100% – voir l’image en marge) – L’arithmétique dans la feuille de calcul est correcte, vérifiée et validée, mais elle repose sur des hypothèses et celles-ci dépendent de l’utilisateur et donc il y a une grande flexibilité possible.

Avec l’habitude il sera facile de monter différentes configurations en modifiant la puissance du panneau, le nombre d’heures d’ensoleillement, la capacité de la batterie, etc.

Les valeurs qui sont nécessaires au calcul sont localisées dans les cellules formatées en JAUNE – Les autres cellules sont protégées contre l’altération, et les calculs sous-jacents ne peuvent pas être modifiés – Certaines de ces formules sont complexes de manière à permettre les scénarios « vert – orange – rouge » qui indiquent s’il y a ou non puissance suffisante à la batterie?

Les valeurs

J’ai lu beaucoup d’information selon lesquelles l’alternateur d’une voiture chargerait une batterie entre 70% et 99%. Donc choisissez l’état de charge initial en choisissant une valeur entre 70% (réel) et 100% (jovialiste) ou mesurer la tension exacte de votre batterie avec un bon voltmètre (ils ne le sont pas tous) après avoir roulé un certains temps, et alors que le circuit est ouvert et après avoir laissé la batterie se « reposer » pendant plusieurs heures tous les accessoires débranchés ou fermés. Un tableau dans le chiffrier titré « Batterie State Of Charge  SOC » montre différents voltages pour les batteries humides standard à faible entretien ou sans entretien aini que pour les batteries de type AGM, GEL ou lithium.

Il est très peu probable que les panneaux solaires fonctionnent à 100% d’efficacité en raison, par exemple, de la température, de l’ombre occasionnelle, parce que posé à plat et non directement exposé face au soleil etc. On estime généralement ces pertes à 30%, donc une efficacité réelle du panneau à 70%. Vous voudrez peut-être changer cette valeur si vous êtes parmi les optimistes du soleil, mais je vous conseille la valeur de 70%.

Quelques autres valeurs initiales, à modifier au besoin sur la page de calcul (voir la figure ci-après ou la page de calcul elle-même)

  • Capacité affichée sur la batterie (amphrs, Ah) : la capacité ou puissance de la batterie – Voir le texte plus bas à propos de la capacité de la batterie et sa recharge solaire.
  • Minimum admissible SOC : pourcentage de charge restant de la batterie, idéalement jamais en bas de 60% (60% SOC) pour une batterie AGL /GEL ou 75-80% pour une batterie au lithium – DONC : pour une batterie AGL 50Ah, la capacité réellement disponible restante est en ‘bonne’ pratique de 30Ah .
  • ÉTAT INITIAL (état de charge estimé au début) : état de charge estimé de la batterie à l’arrêt du véhicule ou au début du cycle de calcul : une batterie n’est pas toujours neuve, en vieillissant elle perd de sa capacité, l’alternateur ne charge peut-être pas selon sa pleine capacité et même s’il le fait il ne charge pas la batterie pleinement .. ce sont des pertes réelles qui affectent la plupart des batteries. On estime la charge initiale à 80%. Ce qui reste de disponible pour alimenter les appareils électriques est donc 10Ah.
  • RESSOURCE SOLAIRE : Capacité nominale (Watts) : la puissance du panneau affichée en Watts – le panneau, le filage, les connecteurs sont rarement efficaces à 100% même en plein soleil, il peut y avoir des contraintes de chaleur (qui affecte tout particulièrement le panneau flexible posé à plat sur une surface plane), la poussière, l’usure du plastique etc. Ces pertes réelles (aucun panneau installé n’est parfait) sont estimées entre 20 et 30%. – Il reste une dernière soustraction qui est la perte du système dans son ensemble – ici estimé à 10% et qui pourrait être plus selon le qualité du contrôleur utilisé, cette perte est aussi réelle, aucun système de produit à 100%.

Toutes les charges (réfrigérateur, lampes, etc.) sont supposées être à 12V et la charge de la batterie par l’alternateur est supposée être entre 13.7 et 14V (normale pour un Vanagon).


LIEN POUR LA PAGE DE CALCUL

Extrait de la page de calcul – l’exemple que vous verrez afficher présente un panneau solaire de 100W et une batterie de 50Ah qui alimente principalement une glacière Engel 45 litres durant 14 jours

COMPLÉMENT D’INFORMATION

Capacité de la batterie et recharge solaire

Une batterie est comme un compte bancaire sans intérêt. Il n’est pas possible d’accumuler plus que ce qui entre. Avoir à bord du véhicule une capacité de stockage excédentaire (calculée en Ah) est non seulement inutile, mais est aussi contre productive car les pertes d’énergie à la batterie sont directement liées à leur nombre et à leur taille – plus vous avez d’Ah en stock plus vous aurez des pertes importantes.

La capacité maximale de la batterie ne doit jamais dépasser celle que vous pouvez facilement charger complètement la plupart des jours – soit avec l’alternateur du véhicule si vous êtes sur la route, soit avec le panneau solaire si vous êtes stationnaire. Idéalement, il faut environ 250 watts d’énergie solaire pour 100 Ah de capacité de batterie – soit un peu plus du double en nombre absolu. Une grande capacité solaire est très bien (maintenant aussi bon marché). Une capacité de batterie excessive est en général mauvaise (parce que coûteuse tout en alourdissant le véhicule ou occupant beaucoup d’espace).

Exemple: 250 watts de puissance nominale au panneau solaire avec 4.5 heures de soleil par jour produira environ 175 watts (70% de 250 watts – pour tenir compte des pertes inévitables) pendant 4.5 heures / jour (soit environ 780 wattheures / jour). ). Compte tenu des pertes de charge, cela amènera une batterie de 12 volts 100 ampères-heure (1200 watts-heure) d’environ 35% de charge à près de 100% de charge en une journée. Comme un bon système doit être conçu pour décharger moins de 30% pendant la nuit (c’est-à-dire 70% de charge restante), cela donne une marge saine pour les charges occasionnelles qui demandent plus – et pour les jours avec moins de soleil.

C’est un fait : pour un rendement optimal, les meilleurs systèmes solaires fonctionnent ainsi : beaucoup de capacité solaire et peu de capacité batterie.

De cette façon, la batterie se rechargera aisément à sa pleine capacité même les jours à faible ensoleillement – et la batterie (ou les batteries) restera en parfaite condition pendant plusieurs années. Si vous avez besoin de plus de stockage, vous devrez aussi augmenter la capacité solaire en conséquence. Avoir peu de batterie peut aussi vouloir dire avoir peu de demande. Ainsi, comme le frigo est souvent la demande la plus gourmande, l’achat d’un frigo peu énergivore (par exemple Engel ARB, Truckfridge et les nouveaux Dometic pour ne mentionner qu’eux) est une excellente initiative et souvent le meilleur investissement qu’on puisse faire si l’alimentation en énergie solaire nous intéresse. Ainsi, il est un peu illusoire de vouloir investir dans un système d’alimentation solaire destiné à un petit véhicule tel le Westfalia (ou tout autre van de dimension comparable) si c’est pour faire fonctionner un frigo ou onduleur qui seul ou ensemble exigent 140-150 watts et plus d’énergie par jour.

Pour répondre à cette question : sans panneau solaire "à quelle vitesse ma batterie auxiliaire se recharge-t-elle pendant que je conduis ?" Vous pouvez calculer TRÈS approximativement 50 % de la taille de votre alternateur en ampères, multiplié par le nombre d'heures de conduite, et cela vous indiquera le nombre d'ampères-heures qui seront réinjectés dans votre parc de batteries.

Jusqu’à quel niveau puis-je laisser se décharger une batterie?

La plupart des réfrigérateurs ont une coupure de détection de tension qui déconnecte l’alimentation entrante si elle chute en dessous de 11,4 volts. On fait la mention que c’est pour protéger la batterie [!!!], mais la vrai raison est pour protéger le moteur du réfrigérateur contre la surchauffe – à 11.4 volts la batterie étant déjà dans la zone mortuaire! Pour faire une image, le niveau de décharge de la batterie est essentiellement un compromis entre votre train de vie et votre compte bancaire, mais à moins que vous ne mainteniez la décharge à 65% (soit 35% SOC restant), il vaut mieux acheter les batteries les moins chères. Dans ces circonstances, ces batteries bon marché et les véritables batteries à décharge profonde dureront probablement aussi peu longtemps l’une que l’autre. Mais ne prenez pas ce qui précède comme une recommandation. Je vous explique simplement ce qui se passe si vous le faites.

La meilleure façon d’utiliser sa batterie est d’avoir une configuration de charge qui nécessitera de l’énergie solaire (avec un contrôleur qui charge à paliers – ou comme alternative un chargeur à batterie intelligent) de sorte que les batteries soient systématiquement chargées à près de 100% de leur capacité, et déchargées pendant la nuit par un probable 15-20% (l’alternateur du véhicule ne rechargera jamais une batterie auxiliaire à 100% , le taux de 70% étant généralement reconnu comme norme). De cette façon, les batteries restent la plupart du temps à 85%-90% complètement chargées – et dureront pour toujours ou du moins très longtemps.

C’est cette stratégie que vous devez idéalement avoir en tête lors du design de votre système solaire d’appoint. Pour le cas d’une batterie au lithium la situation est un peu différente puisqu’il est possible de la décharger régulièrement jusqu’à 75-80% de sa capacité sans compromettre son intégrité, encore mieux si elle est régulée /chargée avec un ‘chargeur’ Batterie à Batterie à paliers (‘DC to DC’ phase charger) plutôt qu’un isolateur conventionnel.

Un isolateur de batterie conventionnel ou un ‘chargeur’ Batterie à Batterie une phase ne font que transférer le courant de l’alternateur à une batterie secondaire. L’alternateur du Vanagon est conçu pour maintenir une charge d’entretien d’environ 13,8 V sur la batterie de démarrage et capable de fournir suffisamment d’énergie à une batterie auxiliaire pour faire fonctionner tous les équipements du véhicule tels que les lumières, la pompe à eau de l’évier, la radio (ou plus selon la capacité de la batterie). Il s’agit de dispositifs simples et efficaces, mais il non conçu pour recharger une batterie auxiliaire qui est profondément déchargée..Cela signifie que la charge de 13,8 V est suffisante pour que votre batterie auxiliaire de type AGM ou au Lithium soit chargée en grande partie, mais parce qu’elle ne verra jamais un cycle de charge complet à plusieurs étapes (un sommet pouvant atteindre 14,5 V), elle ne chargera jamais complètement votre batterie secondaire. Dans la plupart des cas ce n’est pas un gros problème, ce que cela signifie c’est que vos batteries s’useront plus rapidement et perdront de leur capacité de charge au fil du temps vous obligeant peut-être remplacer une batterie AGM ou GEL après 2 ans plutôt que 4-5 ans. Pour un gain réel de charge et pour prolonger la durée de vie de la batterie auxiliaire il est préférable d’installer un chargeur Batterie à Batterie 3 phases, très efficace mais plus cher. Cet aspect de la charge de la batterie auxiliaire est discuté plus en détail à la section « Régulateur solaire, isolateur ou chargeur Batterie à Batterie » plus bas.

L’ensoleillement et le panneau solaire

Les cartes suivantes, pour votre région, peuvent vous donner une référence pour ce qui est des valeurs d’ensoleillement: https://www.energyhub.org/solar-energy-maps-canada/

L’ensoleillement journalier, qui est le nombre d’heures par jour durant lesquelles une surface exposée de 1 m2 recevra une puissance solaire de 1000 W ; il s’exprime en heure/jour. Le rayonnement solaire, qui représente la quantité d’énergie solaire captée par une surface de 1 m2 exposé au soleil au cours d’une journée. Autrement dit, il équivaut à la puissance solaire maximale de 1000 Watts reçue par une surface de 1 m2 pendant un nombre d’heures donné au cours d’une journée : Il s’exprime en Wh/m2/jour. Autres unités : kWh/m2/jour, MW/ m2/jour.

En divisant la valeur du rayonnement solaire journalier par 1000 W/m2, on obtient l’ensoleillement. Exemple : un rayonnement solaire de 3000 kWh/m2/jour équivaut à (3000 kWh/m2/j) / (1000 W/m2) = 3 heures par jour d’ensoleillement.

En plus de ces données, il faut aussi définir la variabilité de la température sur le site (température moyenne et extrême) permettant de déterminer le choix de la batterie, évaluer la perte en puissance des modules PV et la caractéristique des câbles. La latitude du lieu permet elle, de déterminer l’inclinaison optimale des modules PV afin de capter le maximum de rayonnement solaire.

Un truc pour simplifier, au Québec on aura en moyenne:

  • 4 heures d’ensoleillement journalier en été (un maximum optimiste choisi par plusieurs est de 4.5)
  • 3 heures au printemps et à l’automne
  • 2 heures en hiver

Pour clarifier : un panneau solaire de 100 watts qui produit 6 ampères pendant les heures d’ensoleillement journalier aura produit à la fin de cette journée solaire typique de quatre heures, un total de 24 ampères-heures (6 ampères x 4 heures).

Calculus… Les ampères heures (Ah) est une unité d’énergie, c’est l’aire sous la courbe d’un graphique des ampères en fonction du temps.

La puissance du panneau ou de l’ensemble des panneaux doit satisfaire la consommation électrique des applications quelques soient les pertes réelles engendrées lors du fonctionnement du système (ex : propreté des panneaux, augmentation de la température, chute de tension dans les câbles, etc.). De ce fait la puissance photovoltaïque tenant compte de l’efficacité du système, multipliée par le nombre d’heures d’ensoleillement doit être équivalente à la consommation électrique à satisfaire soit : puissance du (des) panneau(x) = consommation électrique / (efficacité x nombre d’heures par jour). Ces calculs sont pris en compte par le calculateur.

Orientation des panneaux solaires

La bonne orientation du panneau est surtout importante durant les mois d’automne, d’hiver et de printemps ils doivent alors être orientés vers le sud à un angle optimal.

Idéalement, les modules solaires devraient être orientés vers le soleil, mais le montage sur un toit plat est étonnamment efficace. Bien que les modules puissent être transportés en vrac, ils sont facilement volés. D’après mon expérience, il n’est pas utile de prévoir des systèmes d’inclinaison ou de suivi à des latitudes inférieures à 27 degrés environ. L’ajout d’environ 20% de capacité de module supplémentaire compensera toute perte.

Les nuages lourds et la pluie réduisent le rendement de 50 % ou plus. Le rendement le plus élevé est généralement obtenu lors de journées claires avec des nuages bas épars. Le soleil brille alors, est réfléchi par la terre et rebondit à nouveau sur ces nuages.

Selon la période d’utilisation les angles changent. Voici les angles optimums selon le mois pour la partie sud du Québec.

Janvier: 75 degrés
Février: 70 degrés
Mars: 50 degrés
Avril: 25 degrés
Mai: 10 degrés
Juin: 2 degrés
Juillet: 7 degrés
Août: 20 degrés
Septembre: 36 degrés
Octobre: 53 degrés
Novembre: 62 degrés
Décembre: 75 degrés

Pour l’installation sur les VR ou les bateaux, généralement on pose tout simplement les panneaux solaires à plat. Généralement utilisés pendant la période estivale des mois de mai à août, les pertes dues à l’angle d’orientation alors que le panneau est exposé au soleil seront minimes.

La quantité d’énergie que vous allez capter chaque jour peut être facilement calculée en prenant le rendement réel des modules (ou environ 70% de ce qui est indiqué sur la brochure commerciale) et en le multipliant par ce que l’on appelle les heures de pointe de soleil typiques de l’endroit et de la période où vous allez.

Par exemple, un seul module de 120 watts est susceptible de produire environ 92 watts dans la plupart des endroits. Si la région de Québec a typiquement 4 heures d’ensoleillement maximum par jour (en été), la production y serait donc d’environ 480 watts/heure/jour (ou environ 40 ampères/heure/jour).

La plupart des modules étant sensibles à la chaleur, il est utile de les monter de manière à laisser un espace d’air en dessous et l’espace d’air fournit une isolation thermique utile dans le véhicule.

Efficacité des panneaux solaires

Les modules solaires ne peuvent et ne produiront la puissance annoncée par leurs fabricants que s’ils sont utilisés dans des circonstances spécifiques. L’utilisation typique d’un voilier ou d’un véhicule récréatif n’en fait pas partie.

La production varie d’une installation à l’autre, mais dans les installations typiques, la plupart des panneaux solaires produisent rarement plus de 70 % de la production annoncée (pris en compte dans la feuille de calcul avec une efficacité de 30% mise pour valeur par défaut). La plupart des panneaux ont une étiquette sur leur face arrière qui indique ce qu’ils produisent réellement. Par exemple pour un module de « 80 watts », il s’agit généralement d’environ 58 watts.

Deux principaux types de panneaux

Il y a deux types cellules dont sont constitués les panneaux solaires, tous les deux faits de silicium cristallin : le polycristallin et le monocristallin.

Le module polycristallin appelé également Poly-si ou polysilicium, est constitué de plusieurs cristaux de silicium de taille et de forme variées. Les cristaux sont orientés en forme d’éventails qui pointent vers l’extérieur. Les cellules sont en général de forme rectangulaire et de couleur bleu nuit avec des reflets. Ces modules sont surtout efficace pour capter la lumière ambiante et sont bien adaptés dans les régions à climat chaud.

Quand au module monocristallin, il est formé de cellules dont les cristaux sont orientés dans une seule direction, en général de forme octogonale et d’une couleur uniforme foncée (bleu marine ou gris), plus performantes, elles permettent donc de constituer des panneaux qui sont très performants, ceux qui produisent le plus d’énergie avec le moins de surface. On reconnait que pour ces panneaux, leur production d’énergie démarre plus tôt et s’arrête plus tard qu’un panneau solaire polycristallin. Ayant non seulement un meilleur rendement, ce type de panneau aura une période de production énergétique plus longue que celle d’un panneau solaire polycristallin. Ces panneaux sont très efficaces à capter le rayonnement direct du soleil et sont également moins affectés par les ombres partielles. Si pour la plupart des panneaux polycristallins une zone ombragée aussi petite qu’une main humaine peuvent leur faire perde une grande partie de leur puissance, les panneaux fait de cellules monocristallins ne perdront eux que la production de la partie ombragée.

La plupart des modules solaires produisent moins d’énergie à mesure qu’ils chauffent – jusqu’à 20 % dans des endroits très chauds comme le sud-ouest des États-Unis – et ils commencent à perdre cette énergie à partir de quelques degrés au-dessus du point de congélation.

Enfin, aucun module solaire ne fonctionne à l’ombre totale, ils ne fonctionneront pas non plus la nuit, même si c’est la pleine lune éclairée par le soleil.

Câbler les panneaux solaires – série ou parallèle

Il existe deux façons différentes de câbler les panneaux solaires : en série et en parallèle. En condition normale il y a quelques facteurs à considérer mais en pratique ce qu’il faut retenir ici c’est que lorsque vous connectez des panneaux solaires en

  • En série, vous additionnez les tensions (V).
  • En parallèle, vous additionnez les ampérages (A)

Il est important de comprendre que le câblage de vos panneaux solaires en parallèle nécessite à la fois un équipement plus nombreux (fusibles) et plus lourd (contrôleur de charge, grosseur des câbles, fusibles et connecteurs), donc plus cher. La figure suivante montre la différence entre le câblage en série et parallèle.

Branchement série vs parallèle

S’il peut en être autrement pour certaines situations, dans la majorité des cas et surtout pour le Vanagon à cause de sa petite taille, si plus d’un panneau est utilisé, il est nettement plus avantageux de les brancher en séries plutôt qu’en parallèle.

On peut entendre une tonne de commentaires plaidant pour le câblage des panneaux solaires en parallèle et ils vont toujours dans ce sens : « Je veux un rendement solaire maximal de mes panneaux solaires et si je les connecte en série, que je me gare sous un arbre, et que j’ai de l’ombre sur une partie de mon panneau, cela diminue considérablement la puissance de l’ensemble des panneaux ». L’argument peut être vrai mais la solution est simple : cherchez le soleil, évitez de vous garer à l’ombre – et si vous êtes vraiment préoccupé par la diminution de rendement – cherchez le soleil, évitez de vous garez à l’ombre! Au delà des considérations d’équipement les avantages du branchements en série sont multiples : les batteries, par l’intermédiaire du chargeur MPPT se chargent mieux à haut voltage (14V pour les batteries AGM, 14.4V pour les batteries au lithium) et des Volts on en a davantage avec les panneaux en séries (dans notre exemple 57V vs 19V), donc on aura un net avantage avec ce type de configuration, principalement les jours nuageux. Pour les mêmes raisons d’abondance de voltage, notre installation en série sera plus efficace dès le lever du soleil et jusqu’à son coucher.

Régulateur solaire, isolateur ou chargeur Batterie à Batterie

Un régulateur solaire, ce qu’on appelle communément ‘contrôleur solaire’ est essentiel pour tous les systèmes solaires avec panneaux, sauf ceux où un très petit module solaire (<20 watts). On préférera un régulateur de type MPPT généralement mieux adapté aux conditions d’ombrage lorsque le véhicule est stationnaire en autant qu’il soit de bonne qualité, les marques Victron ou MorningStar font références dans ce domaine.

L’isolation des batteries, par l’intermédiaire d’un relais (comme c’est le cas dans la configuration originale du Vanagon ‘camper’ ), d’un sélénoïd ou préférablement d’un isolateur, entre la batterie auxiliaire ajoutée au véhicule et la batterie principale (celle du moteur) / alternateur. Dans ce dernier cas les isolateur de marque Blue Sea ou Yandina font référence. Avec l’arrivée des batteries auxiliaires au lithium, des dispositifs de type Batterie à Batterie (‘DC to DC’) capable de moduler leur charge par paliers tout en optimisant l’apport de courant amené par l’alternateur se sont répandus, il s’en vend de plusieurs sortes. Notez également que la plupart des régulateurs de charge MPPT utilisent une charge à plusieurs niveaux, donc si vous avez beaucoup de soleil et ne disposez pas d’un alternateur intelligent (comme c’est le cas pour le Vanagon), vous aurez certainement avantage à profiter du soleil pour charger votre batterie AGM ou lithium ou d’un isolateur ‘chargeur’ Batterie à Batterie.

  • Isolateur

La batterie du véhicule et la batterie de la maison sont combinées en une seule, mais votre batterie auxiliaire est « isolée » de la batterie du véhicule. Un  » isolateur intelligent  » vous permet de ne pas vider la batterie du véhicule. L’isolateur dévie l’énergie vers votre batterie auxiliaire uniquement lorsque la batterie du véhicule est à une tension adéquate (normalement au-delà de 13.4 V).

La plupart des isolateurs sont des dispositifs simples et ne fonctionnent pas bien avec les véhicules plus récents dotés d’un « alternateur intelligent » (ce qui n’est pas le cas pour les alternateurs Vanagon). La plupart des véhicules récents ont adopté la technologie des alternateurs intelligents parce qu’ils améliorent la consommation de carburant. En résumé, les alternateurs intelligents ne font que ce qui est nécessaire pour charger la batterie du véhicule, et pas plus. Les alternateurs intelligents produisent un minimum d’énergie supplémentaire. C’est pourquoi les isolateurs ont un courant supplémentaire minimal qu’ils peuvent transmettre à notre batterie de maison. Ainsi, pour les Transit, Promaster et les Sprinters plus récents, les isolateurs ne chargeront pas les batteries auxiliaires autant qu’un chargeur batterie à batterie CC-CC. Autre chose : les alternateurs intelligents font parfois passer un courant énorme dans l’isolateur. Dans ce cas, nous chargerions la batterie à un taux qui dépasse le taux de charge acceptable de la batterie ou de l’isolateur lui-même. Il y a aussi d’autres considérations selon le type de batterie:

  • Pour les batteries AGM : Les isolateurs conventionnels ne fournissent pas une charge complète à plusieurs niveaux à votre batterie auxiliaire à partir de l’alternateur. Cela peut réduire la durée de vie de la batterie car une charge complète est nécessaire. D’un autre côté, si vous disposez également d’une alimentation solaire et/ou d’une alimentation à quai, ces sources comblent le vide et chargent la batterie à 100%.
  • Pour les batteries au lithium : Un isolateur conventionnel fonctionnera, mais il est inefficace. Vous pouvez aussi acheter un isolateur spécifique pour les batteries au lithium, ce qui peut être une option intéressante particulièrement pour les Vanagon car ce type d’isolateur occupe moins d’espace et chauffe moins. Exemple de ce type d’isolateur chez Yandina Marine : Yandina Combiner 100A ou 200A lithium qui s’adapte à la fois aux batteries au plomb et au lithium.

  • Chargeur de batterie à batterie 12V CC-CC’

Les chargeurs de type batterie à batterie CC-CC (ou DC-DC en anglais) vous permettent de charger activement une batterie auxiliaire à partir de l’alternateur de votre véhicule. Les chargeurs batterie à batterie sont simples à installer et s’amorcent et se désamorcent automatiquement au démarrage et à l’arrêt du moteur, ce qui garantit que les batteries seront isolées et ne peuvent pas se décharger l’une dans l’autre à l’arrêt du moteur. Ces ‘chargeurs’ batterie à batterie ne se contentent pas seulement de faire passer du courant, ils l’augmentent dans certaines conditions et surtout ils amortissent les cycles des alternateurs intelligents (ce qui n’est évidemment pas le cas pour les alternateurs des Vanagon). Une fois installé, le ‘chargeur’ s’ouvre et se ferme selon la tension de la batterie du véhicule et de celle de la batterie auxiliaire. En plus d’être munis d’un dispositif évitant de surmener les alternateurs ‘intelligents’, certains modèles fournissent également une charge adaptative en plusieurs étapes (phases ou paliers) aux batteries, habituellement 3, ce qui maximise leur durée de vie* – Si non spécifiée la charge se fait sur une phase unique seulement. Le ‘chargeur’ batterie à batterie s’adapte à la fois aux batteries au plomb et au lithium. Des exemples de ce type de ‘chargeur’ : chez Victron, 1 phase Victron Energy Orion-Tr 12/12-30A (360W) Isolated DC-DC converter, 3 phases Victron Energy Orion-Tr Smart 12/12-18A (220W) Isolated DC-DC. Chez Renogy : Renogy DCC50S 12V 50A DC Board Battery Charger.

Chaque chargeur DC-DC a ses propres taux de charge. Par exemple, le Victron Orion 12/12-30A chargera votre batterie auxiliaire à 30 ampères. Cela signifie que si vous conduisez pendant une heure, vous rechargez votre banque de batteries avec 30 ampères-heures.

* Compte tenu de ces caractéristiques, on peut douter du réel bénéfice à utiliser un ‘chargeur’ Batterie à Batterie 3 phases (plus cher) dans un Vanagon puisque l’alternateur n’est pas récent et certainement pas intelligent. Un isolateur conventionnel de batteries certifié ‘lithium’ peut tout aussi bien être utilisé, surtout si votre batterie est aussi rechargée un panneau solaire et un bon régulateur solaire.

Note sur les chargeurs mutualisés batterie à batterie / MPPT. Ce type de chargeur est utilisé à la fois pour charger une batterie auxiliaire à partir de l'alternateur et d'un panneau solaire. Relativement récent, ces 'chargeurs' peuvent être intéressants mais il n'offrent pas les avantages d'un bon 'chargeur batterie à batterie' et d'un régulateur solaire de bonne qualité, du moins pour celui que j'ai eu l'occasion d'examiner (Renogy DCC 30S 12V 30A Dual Input DC-DC On-Board Battery Charger with MPPT), les accumulateurs de ce MPPT sont nettement trop petits à comparer à un bon régulateur MPPT (par exemple le Victron), hors ce qui fait la qualité d'un bon contrôleur solaire est la dimension des accumulateurs et de ses transistors 'mosfets'. J'ai l'impression qu'on paie cher pour trop peu. Jusqu'à preuve du contraire il est donc préférable d'avoir deux modules séparés, le chargeur batterie à batterie et le régulateur solaire.      

Complément : A propos des batteries et du filage …

Je suggère la lecture de la page de Collyn Rivers qui donne l’heure juste (en anglais)
Et cette page de Battery University pour la connaissance des différentes batteries au lithium (en anglais).

Parmi les photos ci-après dans la galerie il y a un tableau qui fait la distinction entre les différentes sortes de batteries.

VÉRIFICATION DU PANNEAU SOLAIRE ET DU RÉGULATEUR DE CHARGE

J’ai rédigé cette page [Vérification du panneau solaire et régulateur de charge] pour montrer comment bien vérifier que votre système solaire fonctionne correctement, ou tout simplement pour savoir quel est le rendement de votre panneau solaire. J’explique comment le faire en utilisant un multimètre pour mesurer le courant (ampères) et le voltage.

GALERIE DE PHOTOS

Auteur: [Richard A. Poulin] Page Facebook Westfaliens

Si vous avez besoin d'aide pour calibrer votre système solaire (VR ou voilier) n'hésitez pas à me demander. Je peux vous assister à réaliser un plan ou une installation et choisir les composants (panneaux, batteries et séparateurs de batteries, régulateurs etc.) qui sauront répondre parfaitement à vos besoins.  

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